A maioria dos objetos ao nosso redor não emite luz própria, sendo possível observá-los devido a ação de outras fontes luminosas. Ao atingir suas superfícies, uma parte da luz é absorvida por eles, enquanto a outra é refletida, chegando aos nossos olhos e permitindo com que os enxerguemos. Consequentemente, com a ausência completa de luz, como em um quarto totalmente escuro, esses objetos não podem ser vistos. De forma semelhante, um corpo que absorve toda a luz que incide sobre ele, também não pode ser observado, assumindo a característica daquilo que chamamos de corpo negro.
Para compreendê-lo, imagine uma esfera totalmente oca apresentando uma pequena abertura, por onde a luz pode entrar. Ao refletir repetidamente na superfície interna da esfera, a luz acabaria sendo completamente absorvida, não conseguindo sair de dentro do objeto. Nesse caso, a abertura assumiria a propriedade de um corpo negro ideal e, consequentemente, por não refletir luz alguma, apresentaria um aspecto completamente enegrecido, caracteristica que dá origem ao seu nome.
O termo luz, nesse contexto, deve ser compreendido como a radiação eletromagnética que apresenta comprimentos de onda entre 400 e 700 nm, dentro do chamado espectro visível.
Representação de um corpo negro.
Sabemos, por outro lado, que todos os corpos na natureza emitem radiação, seja na forma de luz ou de energia térmica. Isso se dá devido ao grau de agitação dos átomos ou moléculas que os compõem, associado a diferentes temperaturas. As características da radiação emitida, como sua frequência e comprimento de onda, determinarão se ela será visível ou não. Ao tentarmos detectar a radiação emitida por um corpo qualquer na natureza, esta se confundirá com radiação refletida por ele, como a luz solar que permite com que o enxerguemos. No caso de um corpo negro, como não há reflexão da luz incidente, toda a radiação emitida depende unicamente de sua temperatura, o que o torna um emissor ideal.
Espectro Eletromagnético.
Créditos: Khemis, 2015.
Embora não existam na natureza, já que nenhum material é capaz de absorver totalmente a radiação incidente, os corpos negros apresentam aspectos semelhantes aos das estrelas, o que os torna uma ferramenta extremamente útil aos cientistas. Na astrofísica, telescópios capturam a intensidade da radiação emitida por diferentes corpos celestes, que então é comparada à radiação de corpos negros para a determinação de diferentes caracteristicas, como a temperatura e composição química destes astros.
Durante o século XIX, uma das grandes questões da Física era explicar os mecanismos associados ao fenômeno dos “corpos negros”, isto é, explicar como ocorreria tais processos de emissão e absorção de radiação. As tentativas de solucionar essa questão a partir dos conhecimentos físicos deste periodo histórico, denominado de Física Clássica, resultaram em previsões impossíveis, nas quais a intensidade da radiação emitida por um corpo negro seria infinita. Os esforços esforços de diferentes cientistas para superar tal impasse resultaram em uma revolução científica – com o desenvolvimento da chamada Teoria da Mecânica Quântica – com significativos reflexos na forma como estudamos e compreendemos o Universo.